Астрономы открыли самую древнюю звезду во Вселенной

Вы никогда не задавались вопросом, какая самая старая звезда во Вселенной? Возраст Вселенной оценивается примерно в 13.8 миллиардов лет, плюс-минус несколько миллионов. Большинство звезд могут существовать несколько миллиардов лет, после чего заканчивают свой жизненный путь разными способами.

Некоторые взрываются новыми или сверхновыми, сжимаясь до белого карлика. Другие коллапсируют в нейтронные звёзды или в черные дыры. Вариантов много, и в итоге смерть каждой звезды порождает строительный материал для образования другой, молодой, которая тоже будет светить миллиарды или миллионы лет, чтобы потом тоже обратиться в облако газа.

Среди всех звёзд, которые мы можем видеть на небе невооруженным глазом, нет ни одной, которая существует с момента появления Млечного Пути, не то что самой Вселенной. Все они – потомки первых звёзд, которых уже нет.

Наше Солнце появилось 4.5 миллиардов лет назад – очень давно. Но вещество, из которого оно образовалось, как и все планеты Солнечной системы, и даже мы сами – всего лишь остатки какой-то погибшей звезды, которая, возможно, тоже до этого светила миллиарды лет и имела собственные планеты.

Ученые умеют определять возраст звезд, и обследовали немало их в доступном пространстве. Так какая же из них самая старая, может ли она состязаться с возрастом самой Вселенной?

Звезда HE 1523-0901

Этот красный гигант находится в созвездии Весов, в 7500 световых годах от нас. Дает света в 164 раза больше, чем Солнце, хотя на 20% легче его. Но красные гиганты имеют гораздо меньшую плотность, поэтому имеют гораздо большую поверхность, из-за чего и света излучают в целом больше. Кстати, яркость HE 1523-0901 составляет 11.1m, так что эту звезду можно попробовать отыскать в телескоп.

Главное отличие этой звезды – её возраст, который ученые измерили еще в 2007 году. Он оказался равным 13.2 миллиардов лет, всего на полмиллиарда меньше возраста Вселенной! Это явный рекордсмен и долгожитель!

Но погрешность измерений составила 0.7 миллиардов лет, а это очень много, поэтому этот кандидат, вероятно, не самый старый. Хотя уважение, несомненно, вызывает.

Найдены самая горячая, самая тяжёлая планеты и самая старая звезда

Первое открытие совершил космический инфракрасный телескоп Spitzer. Он обнаружил самую горячую и, возможно, самую черную из всех двухсот экзопланет, известных пока астрономам. Температура HD 149026b невероятно высока. Согласно статье, опубликованной в Nature, на ее поверхности почти 2040° C.

Помимо этого HD 149026b практически не отражает свет своей звезды. Поэтому сама по себе планета черная, но из-за нагрева, скорее всего, должна вблизи напоминать тлеющие угли — к своей звезде планета находится в 25 раз ближе, чем наша Земля по отношению к Солнцу.

«Мы совершенно не ожидали, что эта планета окажется настолько горяча», — говорит руководитель исследовательской группы Джозеф Харрингтон, американский астроном из Университета Центральной Флориды в Орландо.

Астрономы предполагают, что такая планета содержит в основной массе более тяжелые и тугоплавкие вещества, чем любые планеты нашей Солнечной системы. Уже известно, что средняя плотность HD 149026b невероятно высока, а ее ядро обладает массой в 70–90 земных масс. Возможно, столь эффективно поглощает излучение звезды оксид титана. Тогда на HD 149026b могут идти титановые дожди.

Другую планету-рекордсменку обнаружили с поверхности. Она самая тяжелая — по массе превышает Юпитер в 8 раз, а находится в созвездии Геркулес на расстоянии 440 световых лет от нас. По сообщению «Эха Москвы», планету с условным названием HAT-P-2b нашли астрономы Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра с помощью особой наблюдательной сети HATNet. В эту сеть объединены шесть небольших телескопов в Аризоне и на Гавайях. Кроме того, в наблюдениях принимал участие израильский телескоп Wise HAT.

Как сообщается, для обнаружения планеты, затмевающей звезду HD 147506, семи телескопам-роботам пришлось провести 26 000 отдельных сеансов. Хотя планета тяжелее Юпитера в 8 раз, по размерам она ненамного больше его из-за более высокой плотности. По расчетам ученых, сила тяжести на HAT-P-2b в 15 раз выше земной.

Планета обращается вокруг своей звезды по очень вытянутой орбите, в перицентре орбиты эта планета находится от звезды в 5 миллионах километров, при максимальном удалении расстояние это увеличивается в 3 раза. Таким образом, на планете должны наблюдаться колоссальные перепады температур — в тысячу градусов. Если бы такая орбита была у Земли, то, приближаясь к Солнцу, наша планета доходила бы почти до Меркурия, а в самой удаленной точке орбиты — до Марса. Период обращения новоявленной гигантской планеты вокруг своей звезды очень невелик — 5 дней 15 часов. Открытие опубликовано в Astrophysical Journal.

Третий рекорд относится к миру звезд. Международная группа астрономов из Австралии, Германии, США, Швеции и Южной Кореи измерила возраст самой старой из известных звезд нашей галактики. По-видимому, она лишь немногим младше нашей Вселенной.

Как говорится в сообщении Европейской южной обсерватории (ESO), на одном из четырех восьмиметровых телескопов системы VLT (Very Large Telescope), при помощи которой было проведено исследование, возраст звезды HE 1523-0901 составляет примерно 13,2 миллиарда лет, в то время как общепризнанный возраст нашей Вселенной составляет, по последним данным, 13,7 миллиарда лет.

Для определения возраста использовался метод, сходный с методом радиоуглеродного датирования древних органических отложений в земной коре. Астрономы под руководством Анны Фребель измерили содержание элементов урана, тория, иридия и европия по отношению к кислороду и водороду. Эти элементы образуются при взрывах сверхновых, и все данные указывают на то, что все они в этой звезде появились одновременно, то есть это звезда всего лишь второго поколения, в которой эти элементы лишь медленно распадались, превращаясь друг в друга. Измеряя относительное содержание различных изотопов, астрономы и смогли оценить возраст HE1523-0901.

Сама звезда достаточно яркая, ее можно найти в сильный бинокль в созвездии Весов. Это самая старая из звезд нашей Галактики, для которых измерен возраст.

Звезда HD 140283

Этот субгигант тоже находится в созвездии Весов, и до него практически рукой подать – всего 190 световых лет. Эта звезда даже получила название «Мафусаил», по имени мифического долгожителя. Кстати, это же имя носит самая древняя планета, возраст которой оценивается в 12.7 миллиардов лет.

Звезда HD 140283 — вид на фоне одной из планет, если они у нее есть. Изображение из программы Space Engine.

Так вот, возраст звезды HD 140283 ученые оценили в 13.3 миллиардов лет, то есть она старше предыдущего кандидата. Она образовалась во времена, когда в космосе не было железа и других тяжелых элементов – они вырабатываются в звездах. Поэтому в составе звезды таких элементов крайне мало. Кроме того, и свой водород она почти потратила, и сейчас её яркость снижается. Звезда приближается к жизненному финишу.

Кстати, яркость этой старой звезды составляет 7.2m, так что её не видно невооруженным глазом, но легко можно обнаружить в бинокль, а тем более в любой телескоп.

Как появились звезды?

Исследователи поясняют, что самые первые звезды во Вселенной состояли только из легких элементов, таких как водород и гелий. В них практически не было металлов и в частности железа, поскольку эти элементы к рождению первых звезд еще не образовались.

Как говорят ученые, первые звезды были очень большими и недолговечными. В ходе термоядерных реакций в их недрах атомы легких элементов объединялись в более тяжелые элементы. Как только жизнь этих звезд подходила к концу, они взрывались очень яркими вспышками сверхновых, разбрасывая тяжелые элементы по всему космосу.

С формированием новых звезд тяжелые элементы притягивались к ним под воздействием очень мощной силы гравитации. По окончании их жизненного цикла эти звезды тоже взрывались. Рождались новые и так поколение за поколением. Например, считается что наше Солнце состоит из элементов 100 000 звезд, которые существовали до него.

В нашей галактике обнаружена самая старая звезда во Вселенной (2 фото)

Ученые предполагают, что звезда SMSS J160540.18-144323.1 сформировалась после взрыва одной из самых первых появившихся во Вселенной звезд. Возможно, она обладала очень маленькой массой для звезд того времени и была всего в 10 раз массивнее нашего Солнца. Вероятно, взрыв звезды в конце ее жизненного пути оказался настолько слабым, что звезда не погибла целиком, а оставила после себя голое ядро. Большая часть выброшенной материи бывшей звезды (тяжелых и легких химических элементов) упали обратно на это ядро. Оставшаяся часть материи образовала новую звезду, ту самую, которая была обнаружена в настоящее время. Астрономы собираются исследовать ее более пристально, чтобы получить более полное представление о звездах, существовавших в ранней Вселенной.

Как уже говорилось выше, самая старая обнаруженная звезда находится в фазе так называемого красного гиганта. Это означает, что она умирает — у нее заканчиваются последние запасы водорода для продолжения термоядерных реакций. Кстати, наше Солнце в будущем, примерно через 5 миллиардов лет, ожидает та же участь. Когда это случится, все живое на Земле (если на планете к тому моменту еще будет что-то живое) будет уничтожено.

Самая старая звезда во Вселенной — SMSS J031300.36-670839

Ученые Австралийского национального университета с помощью телескопа SkyMapper сделали это открытие в 2014 году. Их имена — Стефан Келлер и Майк Бессель.

Именно эти ученые открыли самую старую звезду во Вселенной, с обозначением SMSS J031300.36-670839.3. Её возраст – 13.7 миллиардов лет, то есть практически как у Вселенной! Хотя, конечно, он немного меньше, примерно на 70 миллионов лет. Расстояние до неё – 6000 световых лет.

Между тем, это тоже звезда не первого, а второго поколения. Она образовалась, видимо, из газового облака, которое осталось после первой звезды, существовавшей именно в те самые 70 миллионов лет. Теперь ученые считают, что звезды первого поколения были очень недолговечны и мощны, как современные.

Это можно понять, ведь сразу после Большого Взрыва практически не было никаких химических элементов, а из одного водорода вряд ли получится что-то нормальное. Все современные химические элементы получились в результате термоядерных реакций в недрах звезд. Поэтому новые поколения имели гораздо более разнообразный состав, по мере гибели предыдущих поколений и насыщения межзвездного пространства разными элементами.

К сожалению, на территории России самая старая звезда во Вселенной недоступна для наблюдений – она расположена в созвездии Южная Гидра, а оно видимо только в южном полушарии. Кроме того, её яркость составляет 14.7m, то есть доступна только мощным телескопам, которые есть далеко не у всех любителей астрономии.

Обратите внимание – все три звезды из нашего списка находятся в нашей галактике Млечный Путь, притом сравнительно близко. Возможно, где-нибудь дальше их сотни или тысячи. Мы ведь пока можем детально изучать только ближайшую часть нашей галактики, да и в ней еще много неизведанного и неизученного.

Самая древняя звезда в галактике Млечный Путь

Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, исследователям удалось обнаружить самую старую звезду во Вселенной. Как пишут авторы научной работы, группа астрономов наблюдала звезду, которая вполне может оказаться почти такой же древней, как сама Вселенная. По мнению ученых, у красного гиганта, который вскоре станет сверхновой, самый низкий уровень железа по сравнению с другими известными на сегодняшний день звездными объектами.

Крайне низкое содержание железа в красном гиганте привело исследователей к выводу, что звезда родилась во времена, когда другие звезды во Вселенной не содержали такое количество элементов, как сегодня. Авторы статьи также обращают внимание на то, что звезда находится на последней стадии своей эволюции – массивные красные гиганты, как правило, заканчивают жизнь вспышкой сверхновой, после чего становятся либо нейтронными звездами (самыми плотными объектами во Вселенной), либо коллапсируют в черные дыры. Космос – очень загадочное место.

Звезда, которую обнаружила международная команда исследователей, была идентифицирована как SMSS J160540. 18-144323.1. Примечательно, что она расположена в пределах галактики Млечный Путь и находится примерно в 35 000 световых лет от Земли. Наблюдая за звездой, ученые обнаружили, что она содержит самый низкий уровень железа из всех известных звезд во всей галактике.

Этот красный гигант – самая древняя звезда в галактике Млечный Путь

Таким образом, открытие позволяет предположить, что SMSS J160540.18-144323.1 принадлежит к древней группе звезд, жизненный путь которых можно проследить вплоть до Большого Взрыва – главного космического события, создавшего вселенную 13,8 миллиарда лет назад.

Эта невероятно анемичная звезда, которая, вероятно, образовалась всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, имеет уровень железа в 1,5 миллиона раз ниже, чем у Солнца. Это как одна капля воды в олимпийском бассейне.

Ведущий автор исследования Томас Нордландер.

Если подвести краткий итог результатам последних научных исследований, то очевидно становится три вещи: во-первых, звезда SMSS J160540.18-144323.1 скоро израсходует все топливо, питающее ее и станет сверхновой; во-вторых, ученые пока не могут точно сказать, когда именно во Вселенной появились первые звезды. Но это также означает, что будущие исследования, несомненно, помогут найти ответ на этот вопрос; и в-третьих, звезда SMSS J160540.18-144323.1 является самой древней в нашей родной галактике.

Источник

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: